DE2030215A1 - Einrichtung zur Verfolgung eines be wegten Zieles durch einen Lichtstrahl - Google Patents

Description

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Jean-Claude LE GALL

Rue des Bruyeres, La clarte-Ploumanach PBRRQS-GÜIREO /Frankreich

Einrichtung zur Verfolgung eines bewegten Zieles durch einen Lichtstrahl

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verfolgung eines bewegten Zieles mit Hilfe eines Strahles aus kohäherentem Licht mit kontinuierlicher oder impulsweiser Strahlung, das durch einen Laser ausgesandt wird_o Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verfolgunga«- einrichtung mi* Kreiseln als Servomotoren*

Die mechanische Leistung, die von einem als Motor verwendeten Kreisel entwickelt wird, ist nicht sehr große Die Verwendung von Servomechanisaen mit Kreiselmotoren ist also beschränkt. Dennoch hat die Erfahrung gezeigt.

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BADORlGiNAL

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daß seiend ServoBeohanieaen h@mwä®w@ w®TtetUm%% für dl« Iiueung bestimmter Probleme minä₉ toh $e&®& folgende aufgezählt werden können s die Bestimmung der F'tu&hshnmi von Satelliten und Flugkörpern?

die ffaokriohtenübertra^tmg im die topographiashan

und'der £rd¥erm®s@wis

Wie man weis» ®Ttwä®m. ii®s® wegen der ssaMr@i@li3n Fa&t;Qreffl$ ä®n@n leelmisiig werden WiB₉ eine EisiriefetiJBg gr©S©r

die Pliänomen® äer infolg® lies die Atmoepii einfalleBdöB usS ?©f3L®!ctierlen Liefet!

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die Geschwindigkeitsancteriffig dee gi©l©S| die sehr sclimale Kmrv© gi@ieb@r Eapfis^dliel3l®it₉ öl® das Strahlendiagraism eines Lasen a»fweiat»

In den'einaohiagigen 1b©kaa»tea YGtViohtuDgpa, welohe Motoren uat©rs©hi@dliclier Art (elektrlaelie eohe uswo) verwenden» kam, üie

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BAD ORiGI^

beetiasBte Organe alt Hilfe von Oetrieben Übertragen wurden. Sie erlauben, die Geechwinfligktitebereiah· der Motoren umzuformen oder die aechanisohen Xmpedansen, der angekoppelten Organe anzupassen«,

Diese Getriebe haben die folgenden Machteilet daß sie veränderte Geschwindigkeiten wegen der unvermeidlichen üngenauigkelten in den Verrahnungen der niteinander in Eingriff stehenden Maschinenteile übertragenι daß aie susätsllche Abweichungen in Folge ihres aeehani-8cheη Spielee erzeugen;

daß aie die Gesehwindigkeiteschvelle beibehalten und folglioh Poeitionafehler einbringen! daß sie die Quelle von Schwingungsphänoaenen analog denjenigen sind, die in den vereinigten und angekoppelten Schaltkreisen auftreten» weil die unterschiedlichen Zahnräder dieser Getriebe nicht ioaer eine ausreichend erhöhte Festigkeit haben.

Sine Einrichtung sur Verfolgung eines Satelliten durch einen Lichtstrahl sollte sich von einigen Zehntelgrad pro Stunde wenigstens bis auf eine Geschwindigkeit von 2 bis 5 Grad pro Sekunde drehen können» wenn «an einen Positionalehler vermeiden will · Die bekannten Motoren der Servomechanismen besitzen keinen solohen Geschwindigkeit a-Variationebe reich. Sie führen bei niedrigen Geschwindigkeiten auf Inpulsart alt einer bestimmten ToIerans auf die befohlene Stellung der Folgeeinrichtung»

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Hit den Servomechanism®» sit Kreiaelmotoresi gemäß d@r Erfindung ißt es mögliefes

Getriebe zu vermeiden ub& damit attefe deren ünmlä&gllühkeiten. Außerdem ist dl® Bräßeseioasgeselwii&ßigkei'l ®tnes Kreisels sehr regelmäßig. Sie gibt in einem ®®te breiten Variationebereich keine Veranlassung sat StöSeng aie macht die Peillage unempfindlich gegen äuB@r® Störmomente, wie beispielsweise gegen Windeinflüss©ι wie nachstehend noch erläutert wird, kann die Batur dieser Momente eine Eigenbawegung der Kreisel T@rursaohexi₉ die man als "Nutation" besseiclmen kanne Dieser laohteil ist jedoch sehr gering» weil dies© Bewegimg auf aimelM-» bare Weise unterdrückt werden kann; es kann eine sehr höh© Folgefrequenz erhalten werden»

Der Servomechanismus gemäß der Erfindung let im auf die Verfolgung einee Zieles durch einem Lichtetrahl entwickelt worden. Er muß also ein® Korrektur der Richtung dieses Lichtstrahles bewirken.» Oder mit anderen Worten, die Servomechanism en müssen zwei ?osition@ker~ rekturen ausführen, von denen die eine auf den Lieht-» strahl azimutal und die andere auf seinen Erhfjlraßgywinkel einwirkt,

Ein Kreisel wird zur Korrektur dee Azianit wroendet«

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BAD ORIGINAL

Bezüglich der Korrektur des Erhöhungswinkele trägt die horizontale Platte des durch den Azimutkreisel in Drehung versetzten Tisches einen zweiten Kreiselmotor_s der nachfolgend "Erhöhungskreisel" genannt werden soll und der auf diesem Tisch so angeordnet ist, daß die Einwirkungen seines Kreiselmomentes auf die Azimutgeschwindigkeit minimal sind_e

Der Erhöhungskreisel ist wie der Azimutkreisel mit Drehmomentmotoren versehen, von denen der eine die Abweichungen des Innenrahmens korrigiert und der andere ein gesteuertes Drehmoment auf die Achse des Außenrahmens ausüben kann, das beispielsweise die Bewegung eines üblicherweise am freien Ende dieser Achse befestigten Spiegels bewirkt.

Wie nachstehend noch erläutert wird, erlaubt eine geschickte Anordnung des Spiegels, den vom unbeweglichen Laser ausgesandten Lichtstrahl in das Zentrum des Spiegels zu leiten und einen refle«ktierten Strahl zu erhalten, dessen Richtung abhängig ist von den an die Anschlußklemmen der Drehmomentmotoren des Azimutkreisele und des Erhöhungskreisels gelegten Steuersignalen,,

Die Vorrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen kohäherenten Lichtstrahl, die nachfolgend als nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, ist in einer Bodenstation angeordnet und dafür vorgesehen, einen Satelliten in allen Richtungen einer Hemisphäre zu verfolgenο

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BAD ORIGINAL·._ _

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Die Dureiif Uhraig zinm Korre&tur?®rri®!it»iig mit deren- Art von der von der geographische» hängt.

Wie bekannt ist, kö»»©» typen verwendet werctettt ein® eogenaiiat© ^wAsiisat· für Satellite® gebränefeliefe

"die sehr weiaig 2 eich di© Böiesgtsti©»

di@ aogemaBSt® ^wIq«at©i^>l.al^>il gebräiaohliefe i©t₉ <M© ©©fe u©saig she Ii und bei Boäeaetc?
sehen BreltengrM

ab*

Die gestellte Awfgafe»

Art zu

bekannter

wähnten Vorteile erreielit findungsgomäB durd zeichnet iat dureli äußeren drehbaren niert, einen sweitem drehbare Kxeiselscheib® der fest mit dem ersten

Ireisels

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verbundene Träger hat und einen ersten äußeren Rahmen aufweist, der gegenüber diesem Träger drehbar gelagert let und eine Präzessionsacheo definiert und der einen zweiten inneren drehbaren Rahmen und eine drehbare Kreiselscheibe aufweist; mit einem ersten auf der Achse des inneren Rahmens des ersten Kreisels angeordneten Drehmomentmotor» einem ersten Winkelveratellungemesser, der auf der äußeren Achse des ersten Kreisels angeordnet ist» mit einer Einrichtung zum Ableiten eines ersten Steuersignale a aus dem von diesem ersten Winkelverstellungsmesser gelieferten Signal und sum Eingeben der so erhaltenen Signaldifferenjs auf den ersten Drehmomentmotor; mit einem zweiten auf der Achse des Inneren Rahmens des zweiten Kreisele angeordneten Drehmomentmotor, einen zweiten Winkelverstellungsmeaser, der auf der äußeren Achse dee zweiten Kreisels angeordnet ist, mit einer Einrichtung zum Ableiten eines zweiten Steuereignales aus dem von dem zweiten Winkelverstellungsmesser gelieferten Signal und zum Eingeben des so erhaltenen Differenzsignalee auf den zweiten Drehmomentmotorj mit eines Kanal in der Präzessionsachse des ersten Kreisele und in dem Träger des zweiten Kreisels; mit einem genau im Schnittpunkt der Präaeeeionaachsen der beiden Kreisel angeordneten Spiegel; mit einem Lichtempfänger «it einer parallel zu diesem Spiegel verlaufenden Achse und einer Lichtquelle, die einen diesem Kanal folgenden und durch diesen Spiegel reflektierten Lichtstrahl liefert.

Die Verfolgungseinrichtung gemäß der Erfindung, die

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BAD

nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben wird, weist eine"Azimut-Erhöhungewinkel"-Ausrüstung auf»

Im einzelnen zeigen:

Figo 1 einen Kreisel mit zwei Freiheitegraden klassischen Typs in vereinfachter und konventioneller Form;

Fig. 2 eine Vorrichtung in vereinfachter und konventioneller Form mit einem einzigen Kreiselmotor» der eine einzige Positionskorrektur durchführen kann;

Figo 3 die Vorrichtung nach Figur 2, bei welcher die Rotationsachse des Außenrahmen nicht durch den Schwerpunkt des Kreieelmotors verläuftj

Fig. 4 eine Vorrichtung mit zwei Kreiselmotoren in vereinfachter und üblicher Darstellung, mit welcher zwei Positionskorrekturen bewirkt werden können;

Fig. 5 eine Station zur Verfolgung von Satelliten» die eine Einrichtung gemäß der Erfindung aufweist;

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BAD ORIGfNAt

Fig« 6 und 7 ein Ausführungebeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung, in Vorder- und in Seitenansicht teilweise im Schnitt? .

Figo 8a u»8b den Azimutkreisel der in Figur 4

dargestellten Vorrichtung, versehen mit einem Kreisel zur Unterdrückung von Sehwankungsbewegungeno

Figur 1 zeigt einen klassischen Kreisel mit zwei Freiheitsgraden» Er weist einen ersten Rahmen 1 auf» der sich um zwei in festen Lagern 13 und 14 angeordnete Achszapfen 11 und 12 drehen kann, die eine Achse Ox definieren; Ein zweiter Rahmen 2 dreht sich mit zwei Achszapfen 21 und 22 in zwei Lagern 23 und 24, die auf dem Rahmen 1 befestigt sind und eine senkrecht zur Achse Ox verlaufende Achse Oy definieren» Außerdem weist, die Vorrichtung einen scheibenförmigen Kreisel 3 mit einer Achse 30 auf, die sich in zwei Lagern 33 und 34 dreht, und diese Achse 30 definiert eine Achse Oz, die senkrecht zur Achse Oy verläuft.

Es ist bekannt, daß wenn I das Trägheitsmoment des Rotors in Bezug auf die Achse Oz ist,H^die Drehgeschwindigkeit des Rotors (um die Achse Oz) undΏ/die Präzeasionsgeschwindigkeit (um die Achse Ox) ist, für das Kreiseldrehmoment r~ die Beziehung gilti

■■ Γ" « ι IiTtA/,

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Die Figur 2 seigt in vereinfachter uxui schematisierter Form eine Vorrichtung mit einem ©insige» Kreiseln®tor, di· eine einzige Positionekorraktur durchführen

Diese Vorrichtung weist als wesentliches Organ @in®ia Kreisel mit swei Freiheitegraden vom Tjp dee in Figur 1 dargestellten Kreisels auf, deeaen Aoheaapfen 21 - 22 Si© . Drehachse 20 des Rahmens 2 bestimmtiis, die mit einem Brehmomentmotor 25 versehen ist, d@r ein m@ciianiB@hes Drehmoment proportional einem von ihm empfangenen Steuerstrom ausüben kann« Wenn die inner® Reifeimg des Ireiaels vernachlässigbar iatf bewirkt <äas von den Brehmoraentmotor 23 ausgeübte Drehmoment ein Brehen des Krei@els τη die Ichszapfen 11 - 12$ welch® ii@ Prä@es8ion@a©M@@ 10 i@fini@ren» während der Hahmen 2 in g©in®r Stellung verbleibt· Ungünstigerweiee existier©» in ©taem lyeisel 1βθ3? Restreibungen_t welche sich tiber pss'aeitär© BpeJtoiomeat© übertragen und eine Drehung ä©s HaSmerae 2

Um diesen Sachteil zu beseitig®», ist die Aciiee 10 des Rahmens 1 mit der Achse eines Brehnam@Etiiot@ra 17 irerbun« den« dessen Aufgabe darin besteht» al® Wlrtaug di@e@r parasitären Moment® m. komp^imlerem«, Dieser Motor 13 läuft also nur» wenn Reibungskräfte den Bahnen 2 aus seiner ho« risiontalen Lage verstell@ne Diese Verstellungen werden durch einen Verstellungsm^eser 2% klassisches? Art gesessen, der am einen Ende der Aohse 20 d@s Ralmens 2 befestigt ist» Die von diesem Verstellitngsmesser 26 gelieferten Signale werden nach einer Verstärkung durch den Verstärker 19 auf

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die Klemmen dee Drehmomentmotor» 17 gegeben· All.· parasitären Drehmomente, die auf die Achs« 10 gegeben werden» werden eo aufgehoben, und die "Geeohwindigkeit»schwelle" (ⁿBeuil en vitesse") iat so eliminiert.

TTm eine Positionskorrektur zu erreichen» trägt die Achat 10 des Rahmens 1 an einen ihrer Enden ein Winkelkodiergerät 18 klassischer Art, dae ein Signal liefert» dessen. augenblicklicher Wert eine Funktion der augenblicklichen Winkelstellung <Α/_χ der Achse 10 ist· Dieses Signal wird auf eines der Klecampaare einer Vergleichestufθ 40 klassischer Bauart gegeben. Auf das andere Klemmenpaar dieser Vergleichestufe 40 wird ein Signal gelegt, das die Winkelstellung ζθ_β definiert, die von dem Rahmen 1 eingenommen werden soll, und die Vergleichestufe 14 liefert an ihrem Ausgang ein Fehlersignal £ , das proportional der Differenz (cC/_Q - 06^) ist. Dieses Fehlersignal wird durch einen Digital/Analog-Uuforaer 41 in eine Analogspannung umgewandelt, dann im Verstärker 42 verstärkt, so daß es den Drehmomentmotor 25 betreiben kann. Dieser dreht sich um seine Achse 10, bis das Fehlersignal ζ, Hull wird»

Bevor eine Einrichtung mit einem Kreieelmotor betrieben wird, die zwei Stellungskorrekturen ausführen kann und erfindungsgemäß ausgebildet ist, werden nachfolgend noch einige Bemerkungen bezüglich einer Einrichtung nach Figur 2 für eine einzige Stellungskorrektur gemacht.

Figur 3 zeigt eine der Figur 2 analoge Einrichtung, in

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welcher jedoch die Drehachse 10* dee Rahmens 1 nicht durch den Schwerpunkt des Kreieelaoters verläuft» sondern exzentrisch ißt. Durch ausreichend starre träger 15 und 16, die senkrecht zur Ebene des Rahmens 1 verlaufen und an die neue Achse 10* angeschweißt sind« die parallel zur früheren Achse 10 verläuft, kann sich der Rahmen 1 um die Achse 10* drehen. Da die neue Drehachse 10* parallel zur Symmetrieachse Ox verläuft und in der Symmetrieebene xOz liegt, weist das Drehmoment, das auf den Rahmen 1 ausgeübt wird, den gleichen Wert in Bezug auf die Achse 10* auf, und es folgt daraus, daß die Kreiselanordnung sich um die Achse 10* unter den gleichen Bedingungen dreht_p wie sie vorstehend in Bezug auf die Achse 10 beschrieben worden sind.

Figur 4 zeigt in vereinfachter und schematisierter Weise eine Einrichtung mit zwei Kreiselmotoren,, die zwei Positionskorrekturen durchführen kann.

Auf dieser Figur sind die Kreisel 3 und 103« die man in der Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen Lichtstrahl, die nachfolgend noch als Ausführungebeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben wird, wiederfinden wird, werden "Azimutkreisel¹¹ und Erhöhunge-(winkel)kreisel" genannt« Der Azimutkreisel 3 und der Erhöhungskreisel 103 sind jeweils vom Typ der in den Figuren 3 und 2 beschriebenen Kreisel. Der Rahmen 1 des Azimutkreiaels 3 ist exzentrisch zur Achse 10· angeordnet, und diese Achse 10' verläuft nicht durch das Zentrum

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der Kreiselseheibe 3. Im Gegeneate dasu verläuft di« Achse 110 dee Kreisels 103 dvuroh da« Zentrum seiner Kreiselscheibe 10?· Die Elemente des Kreisels 103, di· genau gleich sind, wie die Elemente dea Kreisels 3₉ sind Bit BezugsZiffern, versehen, die gegenüber den Besugssifftrn für die Elemente des Kreisels 3 jeweils um 100 erhöht aind.

Vie aus Figur 4 ersichtlich 1st, ist der Kreisel 103 durch einen Bahnen 100 getragen, der um die Präsessionsachse 10* des Kreisele 3 drehbar ist. Sein äußerer Rahmen 101 wird von der Aehse 10* duroh die Träger 115 und 116 in Verlängerung der Träger 15 und 16 und des Rahmens 100 getragen· Dieser Rahmen 100 trägt die Lager 113 und 114 des Rahmens 101, welche die Präzeesionsache· 110 des Kreisels 103 bestimmen. Die Verlängerung der Achse 110 verläuft durch die Mitte der Kreiselscheibe 3»

Wie noch beschrieben wird, wird der Hittelpunkt eines Spiegels in dem Schnittpunkt M der Achsen 10* und 110 angeordnet. Dieser Spiegel, der fest zur Achse 110 angeordnet ist, dreht sich mit ihr, wenn der Drehmomentmotor einen Erhöhungswinkel-Korrekturbefehl erhält. Dieser Erhöhungswinkel ist derjenige, den ein duroh den Spiegel reflektierter Lichtstrahl haben muß, um das verfolgte Ziel zu treffen.

Nachfolgend wird eine Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen !lichtstrahl beschrieben.

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BAD ORfQfNAL'

Vigor 5 seiet «ine Station fQy dia festfolginig vom lite», i» welcher Sie erfindtmgsgeiBi£ riohtung installiert 1st»

Vie die Figur zeigt» let dlaee S^&tios β© daß der EinSluQ vo» Tos Br«Ä®dl@Ji
rnngen so gat wie mBglleh ai%sg@ecUlt©t ist die ?erfelgimg£i@liii£l@ktws§ 10Od atf B«t®W9tlts@ii 1001» 1002 angeordtiet» di© f©it alt etnm Mt&Mmü®mm,t 1003 vertwndea sinä, di« Ib S^si 1W4 gstetto^ sern Pwadeaient 1003 iet @ia aeto

bracht * dessen FüSe aus swei BetraMtetoi bestehen, wid d@ss®m

lierter

AuS dieser Platte 1007 ©tat ©i® Iäi@i? 1008 eowi® diesem Laser

geordnet·

Die von de» l>aser 1008 asiegesafidteii etraU@n w@M@si in die Tsrfolgimgfieixirlalitisiig 100H üh@v den ©bessern Spiegel 1010 geleitet^ der auf einem mit d@s Fundament bundenen Betonträger 1011

Die Yerfolgungseinrielitiiang 1000 ist gegenüber der Umgebung mittels einer Wettersetatshatilm 101S %ihgmzhiiwi_t die mit einem durch eine I&gell£a3,©t"i$ au© itir«shei«Iitigen Material versohließliareii Fenster 1013 v@»@h©n ist₀ Me Drehung der Wetterscltutishautm 1012 ist ütor nioht dar-

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BAD ORIGINAL

geeteilte Mittel eerrogesteuert, die synohron «it der Verfolgungseinrichtung 1OOO Angetrieben Bind·

Die Figuren 6 und 7 zeigen die Verfolgungseinrichtung von vorn und von der Seite, teilweise is Schnitt. Auf diesen Figuren sind Bit den Bezugsziffern 3, 103 die in Figur 4 dargestellten beiden Kreisel, der Asimutkreisel und der Erhöhungekreisel, bezeichnet. Ihre Kreiselsoheiben sind nicht sichtbar, weil sie in geeigneten Gehäusen untergebracht sind, die gleichzeitig die inneren Rahmen 2 und 102 der Kreisel 3 und 103 bilden. Der Außenrahmen des Aaimu tiereisels 3 ist ein gabelförmiges Metall teil 1, das in Figur 7 im Profil und in Figur 6 in Schnitt ersichtlich ist. Dieses Teil ist ein Abschnitt dee Träger» 151 des Rahmens 100 (Fig. 4) der den Kreisel 103 trägt«

Die Achse 20 des inneren Rahmens sttttet sich auf den beiden Schenkeln der Gabeln 1 ab, von denen die eine den Drehmomentmotor 25 und die andere den tfinkelverstellung·- nesser 26 trägt. Diese beiden Teile sind in Figur 7 »it gestrichelten Linien eingeseichnet·

In Figur 6 ist die horizontale Achse 10* eingezeichnet, welche die beiden Kreisel 3 und 103 Bit Hilfe dee kombinierten Teiles 1 - 100 trägt, das gleichseitig der äußere Rahmen des Kreisele 3 und die Stutze für den äußeren Rahmen 101 dee Kreisele 103 ist« Diese Achse 10'» die auf Grund der Lager 13* und U' vertikal gehalten ist« schneidet das Gebäudeteil 1014 (Fig. 5 und 6). Auf der

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gleiches Achse 10^s ist wi® in Figw 4 motor 17 und das Wi r&eXkod 5, ©rgs rät 18

Der äußere Rahmen dee Erhötongstoeisele 103 wird dwoh einen Hetalltorus 101 gebildet» in wlcfam ©la Metallzylinder als Auffejngrohr 43 (Figo .7) ©ing©s@tst iat_f der dazu verwendet wird,, wb das-vom Ziel reflektiert« Licht •zu sammeln, wenn das Ziel äv,TQh d©» vorher vom Laser 1008 (Fig, 5) ausgesandten Lichtstrahl- getroffen ist« Bie aus den Teilen 101 und 43 gebildete Einheit ist auf einer Drehachse 110 gelagert, die nichts anderes als die Drehachse des äußeren Rahmens 101 des Kreisels 103 ist. Diese Achs© .110 stützt sich auf den Tragarm 151 und 152 des Rahmens 100 ab (es ist bereits ©rwäimt worden, daß der Träger 151 gabelförmig ist? w den äußeren Rahmen 1 zu bilden)»

Der durch das am äußeren Ende des Trägers 152 befestigte Lager 114 getragene Teil der Achse 110 ist mit einem Spiegel M versehen, dessen Eben® immer parallel zur Eben® des äußeren Rahmens 101 des Erhöhungsicreisels 103 (Figo 6) verläuft. Derjenige Teil der Achae 110, äer dureh da® am oberen Ende des Trägers 151 befestigte Lager 113 gehalten ist» ist mit dem Drehmomentmotor 117 und dem Winkelkodiergerät 118 (Figo 6). fest verbundene

Aus dem in Figur 7 geschnittenen Teil des äußeren Rahmens 101 des Erhöhungekreisels 103 ist ersichtlich, daß die Rotationsachse 120 des inneren Rahmens 102 des Krei-

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BAD ORtQlNAt S

eels 103 in ihrem oberen Teil mit dem Wi nk alt ο di er gerät 126 und in ihrem unteren Teil mit dem Drehmomentmotor 125 versehen ist«

Aus dem in Figur 6 geschnittenen Teil der Einrichtung ist ein Kanal 44 ersichtlich, der durch die Achse 10% die Basis des Rahmens 100 und den Träger 152 hinduroh verläuft. Dieser Kanal dient zur Führung des Lichtstrahles, der von dem Laser 1008 ausgestrahlt und von dem Spiegel 1010 reflektiert wird, auf den Spiegel Mo Dazu weist der Kanal 44 an der Stelle ieder Richtungsänderung des einfallenden Strahles Spiegel 45ρ 46 und 47 auf, die so geneigt sind, daß der Lichtstrahl schließlich hie auf den Spiegel M reflektiert wird.

In Figur 6 sieht man die Rückseite des Spiegels und nicht seine reflektierende Vorderseite_o Um Figur 6 jedoch leichter verständlich zu machen, ist der Winkel 47 um 90° gegenüber seiner richtigen Stellung gedreht eingezeichnet worden*

Aus den Figuren 6 und 7 sind außerdem zwei Gyrometer und 150 ersichtlich, die auf dem inneren Rahmen 2 und 102 der Kreisel 3 und 103 befestigt sind, um Nutationsbewegungen zu unterdrücken, die aufgrund äußerer Störmoraente auftreten können.

Bs ist bekannt, daß es die Trägheit der Aufhängungen des Rahmens eines Kreisels ist, welche die Ansprechzeit

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Kreiseln fcexelNratst· Ββκβ» folgt» <§a§ «earn ®J>»

Störmoment auftritt ₉ am A»@p»ete» tee nicht in einer feränclemjag d®r keit auswirkt» sondern die eich in der folg© Kreisele koppelt, der seines inneren und 9@1r©@ koEiiat. Diese Ijeiäea ®esilli©r@ssi©ia unabhängig

Die Gyrometer

hung zu diesen

die in geeigneter sei 3 wiä 105

dies© Hutationsbewegungen

Gyrometer sind bekamt® forriefetua, sind als Kreisel mit eiaeia mit einem einzigem SaMa©a^ atiegeütite lücketellkraft und belastet ist«

Bie Winkelvers teilung fS dea Botatioiseaeiiee (Aiisgaagsaefes

ger dee Baimeiis um seine ist. Das Pendslsjeteiß,, das eitst eine große

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BAD ORIGINAL

erreicht, und mann kann schreibent

H iat .der. dem Gyrometer eigene Drall (s. vorstehende Gleichung) und K die Steifigkeit der Rückstellfeder» Daa Haß dee Winkele Δ wird in ein elektrisches Signal mit Hilfe eines Winkelmeßgebers (beispielsweise eines Spannungsteilers) übertragen, dessen Drehachse mit derjenigendes Kreiselrahmens zusammenfällt«.

Figur 8a zeigt den Azimutkreisel 3 (schon in Pig. 4 dargestellt) > dessen innerer Rahmen 2 mit einem Gyrometer 50 versehen ist.

Figur 8b zeigt im einzelnen die Ausrichtung der das Gyrometer 50 bildenden Organe in Bezug auf die Richtungen des Azimutkreisels 3*

'Wie die Figuren 8a und 8b zeigen, verlaufen die Ebenen der beiden Kreiselscheiben 3 und 53 und ihre Rotationsachsen 30 und 530 parallel zueinander» Im Gegensatz dazu sind die Rotationsachsen 20 und 520 der beiden Rahmen 2 und 52 senkrechtstehend. Der Träger 51, der die Lager der Achse 520 des Rahmens 52 trägt, ist fest mit dem inneren Rahmen 2 des Azimutkreisels 3 verbunden»

Das vom Gyrometer 50 gelieferte Signal wird in die Rückkopplungskette des Drehmomentmotors 25 des Azimutkrei-

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ββΐΒ 5 durch einen Verstärker 46 vmü ©in@ stufe 49 eingegeben? die in der Kette »wischen dem 3>igi tal/Analog-ümformer 41 und dem ferstärker 42 assgtordnet

ist.

Abschließend wird noch die Airffangeinrlchtüng ft!r das vom ziel reflektiert® Licht

Wie bsreits erwfilmt» iet da© Auffangrote 43 auf dm äuBeren Rahmen 101 (Figo ?) befestigt» der auf seiner Drehachs® 110 den Spiegel M trägt« Das Rohr 43 dreht sich also mit dem Spiegel Ho Es ist damit automatisch auf das Ziel ausgerichtet_c wenn dieser duroh den Licht™ strahl getroffen wirdj, d@r durch den Spiegel M auf das Ziel ausgesandt wird« Bas hintere Ende des Rohres 43s das von dem Rahmen 101 umfaßt wird, ist mittels eines Hohlspiegels 54 verschlossen, der das empfangene Licht auf einen Spiegel 55 reflektiert, der um 45° geneigt ist und auf eier Achse dee Rohres 43 in dem Zentrum seiner öffnung sitzt«

Der Spiegel 55 leitet dieses Licht auf einen zweiten um 45° genaigten und in einem Rohr 57 sitzenden Spiegel» der auf dem Rohr 43 entlang einer Mantellinie dieses Hohree befestigt ist« Das Rohr 57 enthält einen Teil 58 der optischen und elektronischen Einrichtung, die eine Verarbeitung der durch das vom Ziel reflektierte Licht gelieferten Information erlaubte

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BAD OJSL

Auf den Figuren 6 und 7 ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit eine Einrichtung dargestellt worden, die mit Kreiseln versehen ist, deren Lager als Kugellager ausgebildet sind ο Man kann natürlich diese Kreisel durch Kreisel ersetzen, die Druckluftlagerungen aufweisen, wodurch die Empfindlichkeit der Einrichtung wesentlich erhöht wird»

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BADORiGMAl

Claims (1)

1. t.y Binriefetaag sar dureti eine®

   ne Träges¹ (10O₉

   (101) (100)

   mat©T C25)

   leiten eia©a

   ©refem ten SSgaal

   einem (102)

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   BAD ORIGiNAt

   Besser (116), der auf der Äußeren lohe· det weiten Kreisels angeordnet ist, Mit einer Binriehtung (140) sub Ableiten eines «weiten Steuersignal las aus dem von dem «weiten Vinielveretellunge» ffleeser gelieferten Signal und su* Eingeben de· «o erhaltenen Differensslgnales auf den zweiten Drehmomentmotor (125); nit einem Kanal in der Präsesslonsachse (10·) dee ersten Kreisele und in des Träger (100) dee zweiten Kreisele} mit einen genau im Schnittpunkt der !Präzessioneachsen der Beiden Kreisel (3, 10?) angeordneten Spiegel (H); alt einem Li oht empfänger (45) mit einer parallel zu diesem Spiegel (H) verlaufenden Achse und einer Lichtquelle (1008), die einen diesem Kanal folgenden und duroh diesen Spiegel reflektierten Lichtstrahl liefert.

   2« Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr jeder Kreisel einen Winkelveratelluagsmeeser auf der Welle seines zweiten Rahmens (2, 102) und einen Drehmomentmotor (17, 117) auf der Welle seines ersten Rahmens (1, 101) sowie eine Einrichtung zum Eingeben dea von dieses Winkelverstellungsmeeser erzeugten Signalee auf den Drehmomentmotor aufweist.

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   SAD ORIGINAL

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   3. Einrichtung nach Anspruch 1, d&dgsreh.

   dafl jeder der beiden Kr®is®l₀ der Asiffl&stlsreAeel, imd der Erhdhusgefcreisel, Jeweils ©te (18,118) aufweist, das sit dem 8a8ereft (1,101) des betreffenden ffirois©!® ¥©rteffid@n lsi; ein Äzisiutistsignal - @ά@τ Brh&mm^m3^^®li.Bt®X&ml ~ erzeugt, und daß ein© ?er^L©i@h@etiaf© C^O»14©) vorgesehen ist, die oin® S^t-a^tlö-a, d@r izimts^ll» signale oder BrlidhimgBidnkeleoilsignal® ν©Β d@a treffenden lstsigoal©& bewirkt ma

   oder ErhStnm^iliskel^FehlersigBale erzeugt, die auf die zugeordnetem DrelMomeiilmotoren (25₁125) gegeben werden»

   4. Einrichtung saoä Msptuök 1, dadsircli net, daß in ihr federn Kreisel C3s1O3) ein ter (50,150} zugeordnet i@t_f dessen' parallel zur Achse der Ersieelsoheib© Mb ordneten iCsftsieels irerüuft wsä Uemsm' äaoBgmgßsignal Y^r-. ami, Bifferenssignal abgezogen wird, das dea auf der Achse des sweiten Rs&ßens sitzenden Drehoomentsotors (25»125) zugeführt wird»

   5. Einrichtung nach Aaspruohl, da^ureh geketmsseicimet, daß als Lichtquells ein Laser (1008) dient.

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